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2014-04-16 17:43
通过特殊装置将流体提纯净化的过程，过滤的方式很多，使用的物系也很广泛，固-液、固-气、大颗粒、小颗粒都很常见。
1．过滤介质
过滤是在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液（或含尘气）中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流动。颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆，过滤时截留下的颗粒层称为滤饼，过滤的清液称为滤液。
过滤介质即为使流体通过而颗粒被截留的多孔介质。无论采用何种过滤方式，过滤介质总是必须的，因此过程介质是过滤操作的要素之一。
多过滤介质的共性要求是多孔、理化性质稳定、耐用和可反复利用等。可用作过滤介质的材料很多，主要可以分为：
⑴织物介质
织物是非常常用的过滤介质。工业上称为滤布（网），由天然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝组织而成。可截留的最小颗粒视网孔大小而定，一般在几到几十微米的范围。
⑵多孔材料
制成片、板或管的各种多孔性固体材料，如素瓷、烧结金属和玻璃、多孔性塑料以及过滤和压紧的毡与棉等。此类介质较厚，孔道细，能截留1~3μm的微小颗粒。
⑶固体颗粒床层
由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层，称为滤床。用做过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。
⑷多孔膜
由特殊工艺合成的聚合物薄膜，最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。膜过滤属精密过滤（ultrafiltration），可分离5nm的微粒。
2．滤饼过滤与深层过滤
根据过滤过程的机理有滤饼过滤和深层过滤之分。滤饼过滤又称为表面过滤。使用织物、多孔材料或膜等作为过滤介质。过滤介质的孔径不一定要小于最小颗粒的粒径。过滤开始时，部分小颗粒可以进入甚至穿过介质的小孔。但很快由颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。被截留在介质表面的颗粒形成称为滤饼的滤渣层，透过滤饼层的则是被净化了的滤液。随着滤饼的形成真正起过滤介质作用的是滤饼本身，因此称为滤饼过滤。滤饼过滤主要适用于含固量较大（>1%）的场合。
深层过滤一般应用介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻土等）作为过滤介质。颗粒小于介质空隙进入到介质内部，而长而曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。深层过滤无滤饼形成，主要用于净化含固量很少（<0.1%）的流体，如水的净化、烟气除尘等。
3．过滤的操作方式
根据使用的过滤设备、过滤介质及所处理的物系的性质和产品收集的要求，过滤操作分为间歇式和连续式两种主要方式。
根据提供过滤推动力的方式，又有重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤之分，其目的都是克服过滤阻力。
过滤是使水通过滤料时去除水中悬浮物和微生物等的净水过程。滤池通常设在沉淀池或澄清池之后。目的是使滤后水的浊度达到水质标准的要求。水经过滤后，残留的细菌、病毒失去了悬浮物的保护作用，从而为过滤后消毒创造了条件。所以，在以地面水为水源的饮用水净化中，有时可省去沉淀或澄清，但过滤是不可缺少的。
⑴过滤的净水原理。①筛除作用：水通过滤料时，比滤层孔隙大的颗粒被截留；随后，滤层孔隙逐渐变小，较小的颗粒也被截留。②接触凝聚作用：未被沉淀去除的细小絮凝体或脱稳颗粒，因与滤料接触而被吸附；滤料吸附絮凝体后，其吸附作用进一步增强。
⑵过滤的净水效率。取决于进水水质、滤料粒径、滤料层厚度、滤池构造、滤速和管理等因素滤速是指每小时通过单位滤池面积的水量。滤速越大，杂质在滤层中穿透越深。但滤速过大会影响滤后水质。
⑶对滤料的要求。具有足够的机械强度，不恶化水质，有一定的颗粒级配，经济易得。
⑷常用的滤池型式。①普通快滤池，平面为方形或圆形，过滤时，进水由分配渠流人排水糟，然后均匀地分布于滤池表面，再通过滤料层和承托层；最后由滤管系统收集后经清水管排出。洗砂时，清水通过滤管系统由下向上反冲洗，使砂层膨胀浮起，砂数相互摩擦，洗下污泥；污水由配水、排水槽流至分配渠，最后由洗池污水渠排出。快滤池运行可靠，并可通过降低滤速改善出水水质；②双层和三层滤料滤池，是在石英砂层上面再加一层粒径较大、比重较小的无烟媒滤料、因无烟煤层的孔隙大，故截泥能力较快滤池高；③虹吸滤池、无阀滤池和移动冲洗罩滤池：这些滤池的净水原理与普通快滤池相同。它们的共同优点是，减少了阀门，并便于操作管理；但构造复杂。
范围
分离滤芯，长度规格有5英寸、10英寸、20英寸和30英寸，可以直接安装在标准的油水分离器上。l.通用型滤芯的长度尺寸有：5”、10”、20”和30”；2.高温（200华氏）滤芯长度尺寸有：10”、30”； 3.多氯化联二苯（PCB）滤芯的长度尺寸为30”；4.乳化物滤芯的尺寸有：常规的有10”、20”、30”；高温（华氏200度）的有10”和30”，大直径有 10”（4.5” x 10”， 1 micron）、20”（4.5” x 20”，1 micron）；5.其他规格有：大直径10”（4.5” x 10”）、20”（4.5” x 20”）碳氢化合物过滤滤芯等。所有滤芯，超级吸油不吸水。过滤范围广，能彻底清除水中的烷烃、烯烃、环烷、芳香烃（BTEX）、原油、脂肪族碳氢化合物及溶剂、氯化物、聚合物、胶质重金属、原油和燃料、荧光（sheen）、甲基叔丁基醚（MTBE）、杀虫剂和POPs顽固的有机污染物（PCBs物质、二氧（杂）芑、呋喃、DDT 、艾氏剂、氯丹、狄氏剂、内氯甲桥奈、七氯、六氯苯、灭蚁灵和八氯莰烯）、植物油有机混合物、动物脂肪、TBT、生物杀伤剂、硅油等，经过大量的实践证明，是最有效清除上述污染物的产品。
过滤设备总体分为真空和加压两类，真空类常用的有转筒、圆盘、水平带式等，加压类常用的有压滤、压榨、动态过滤和旋转型等。具体设备简介如下：
◆袋式过滤器
1． 结构紧凑、尺寸合理。安装及操作简单、方便，占地面积较小。
2． 过滤精度高，适用于任何细微颗粒或悬浮物，过滤范围可从1 ～800 微米。
3． 单位过滤面积的处理流量较大，过滤阻力较小，过滤效率高。一个滤袋过滤功能相当于同类型滤芯5 ～10 倍，可大大降低成本；设计流量可以满足1 ～500m3 /h 要求，成本造价低。
4． 用途广泛，可用于粗滤、中滤或精滤；在达到同样过滤效果的情况下，比较起板框精滤机、滤芯式过滤器等设备具有投资成本较低、使用寿命长和过滤成本低等优点。
◆间歇式加压过滤机
工作压力：0.3-0.8Mpa ，最高可达3.5 Mpa ，适用于固、液密度差较小而难于沉降的分离，或固体含量高和要求得到澄清的液体，或有求固相回收率高，滤饼含湿量低的场合，压滤机德过滤推动力大，过滤速率高，单位过滤面积占地面积小，对物料的适应能力强，过滤面积选择范围宽，应用十分广泛。
◆板框压滤机
结构简单，制作方便，占地面积小，操作压强高，过滤面积大，适于粘细物料，滤渣含湿量低，缺点是间歇操作，生产效率低，劳动强度高，滤布损失快。
◆厢式压滤机
与板框压滤机相似，但机件少，单位过滤面积的造价低 15% 左右，密封面可靠，但滤布安装与清洗麻烦，滤布损失快，操作成本高，大多数用于大处理量的生产中。
◆膜过滤
用金属丝，滤布，滤纸，纱线，微孔塑料，微孔陶瓷等多种材料制成的滤芯，固定在管板上，装入耐压桶体内，过滤面积在 3 -30m2，工作压力在0.2Mpa. 过滤精度为〉0.1um 的精过滤或超精过滤，小批量生产用。
◆管式过滤机由刚性多孔过滤介质构成的微米级过滤设备，可一次性过滤0.5um-100um 左右的粘细物料，可得到滤液澄清的过滤效果。
1． 过滤精度高、范围宽，可满足不同过滤精度要求
2． 耐酸、碱、盐及各种有机溶剂，无毒、无味、无异物脱落
⒊ 立式结构，占地面积小
4． 操作简便，处理量大，投资费用低
5． 用压缩空气或“气水”反冲排渣再生，也可化学再生，滤芯使用寿命长。
◆连续式加压过滤机加料，过滤，洗涤，吹除和卸饼等操作过程为同时连续进行。过滤速度高，含湿量低，环境洁净，且更适于自动化控制特点。
◆转鼓加压过滤机操作连续，滤饼含湿量低，洗涤效果好，洗水耗量低，目前最大过滤面积为8m2，操作压力为0.3Mpa 左右。缺点为结构复杂，维修困难，适于大规模生产，
◆立式连续加压叶滤机这种机型适于化工或药品中难过滤的物料的过滤，结构复杂，空间占据高度大，最大过滤面积为 8m2。
◆卧式连续加压叶滤机
结构复杂，适于大规模生产和自动化控制操作。
◆连续盘式过滤器用于浮选精煤处理中。
◆动态旋叶压滤机利用旋转件产生高剪切力达到限制滤饼层的厚度，可获得很高的过滤速度，特别适于高分散，低浓度及压缩性物料的过滤，同时利用过滤物料具有的触变性，在运动过程中降低料浆稠度的特性进行操作。该设备主要适用在浓缩脱水和洗涤两大类，用于澄清过滤较少，以及难过滤和难洗涤的物料中。
◆间歇式真空过滤机真空过滤机与加压过滤机机理基本相同，只是过滤介质的一侧压力低于大气压，推动力较小。
◆真空抽滤器结构简单，过滤推动力较重力过滤器大。
◆真空叶滤机结构简单，适于一般的泥浆状物料过滤，但操作条件较差，劳动强度较高。
◆外滤面转鼓真空过滤机能连续和自动操作，能有效地进行过滤，洗涤，脱水，操作现场干净，易于检查和修理。缺点是成本高，使用范围受热液体或挥发性液体的蒸汽压限制，沸点低或在操作温度下易挥发的物料不能过滤，难以处理含固量多和颗粒特性变化大的料浆，并且滤饼含湿量在30% 左右，很少低于10% ，主要用于化工，食品行业。
◆内滤面转鼓真空过滤机适用于过滤固体颗粒粗细不均的悬浮液，不需要搅拌装置，机器成本低，能适应进料浓度的变化，若需要在高温下操作，很容易采取保温措施。缺点是，转鼓表面不能充分利用，滤饼需要一定的黏性，否则易脱落，致使真空度下降，进料流量发生变化；更换滤布困难。
◆圆盘真空过滤机按单位过滤面极算价格最低，占地面积小，但滤饼湿度高于转鼓真空过滤机。由于过滤面为立式，滤饼厚薄不均，易龟裂，不易洗涤，薄层滤饼卸料困难，滤布磨损快，且易堵塞。易于处理沉降速度不高，易过滤的物料，不适合处理非黏性物料，应用范围与转鼓真空过滤机相同。
◆转台真空过滤机结构简单，洗涤效果好，洗涤液与滤液分开，对于脱水快的料浆，单台过滤机的处理量大，缺点是，占地面积大，滤布磨损快，且易堵塞。
◆翻斗真空过滤机可过滤黏稠的物料，适应性强，适用于分离含固量的质量分数大于20% ，密度较大，且易分离和滤饼要进行充分洗涤的料浆，常用于化工，轻工等行业。
◆袋式真空过滤机分固定室式，移动室式，滤带间歇移动时三种，带式真空过滤机是水平过滤面，上面加料，过滤效率高，洗涤效果好，滤饼厚度可调，滤布可正反两面同时洗涤，操作灵活，维修费用低，可应用于化工，制药，食品行业，对于沉降速度较快的料浆的分离性能优佳，当滤饼需要洗涤时更为优良。
常用介质
织物是最为常用的过滤介质，工业上称为滤布或滤网。而这其中最为常用的尤属不锈钢滤布或不锈钢滤网等过滤制品。
不锈钢丝机织成各种规格网（布），具有良好的耐酸、耐碱、耐高温，抗拉力强和耐磨性强等性能。
1、不锈钢网丝材质：SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L最为常用，SUS201，SUS202，SUS302，SUS430亦可。
2、不锈钢丝编织方式：平纹编织、斜纹编织、席形编织、竹花编织、反差编织、五综编织。其中平纹不锈钢网是最为常见的编织方法，主要特点是经向和纬向丝径的密度相同。
性能：具有过滤性能稳定、精细、耐高温氧化、耐腐蚀性能好，比普通过滤材料经久耐用，光洁度高等。气体、液体、固体等不同介质对过滤网的耐酸碱耐候性要求不同。
用途：用于航天、石油、化工、化纤、橡胶、车胎制造、冶金、医药、食品等行业等行业。 |
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